Um arqueiro de 60 kg esta´ em pé, em repouso, sobre gelo sem atrito e atira uma flecha de 0,3 kg horizontalmente a 85 m/s. Com que velocidade o arqueiro se move pelo gelo depois de lançar a flecha?
Assinale a alternativa correta que apresenta o módulo da velocidade do arqueiro (m/s).
Alternativas:
Ed
há 2 anos
Para resolver essa questão, podemos usar a conservação da quantidade de movimento (ou momento linear). Antes do arqueiro atirar a flecha, o sistema (arqueiro + flecha) está em repouso, então a quantidade de movimento inicial é zero. Após o arqueiro atirar a flecha, a quantidade de movimento do sistema deve continuar sendo zero. Assim, temos: \[ m_{arqueiro} \cdot v_{arqueiro} + m_{flecha} \cdot v_{flecha} = 0 \] Onde: - \(m_{arqueiro} = 60 \, \text{kg}\) - \(v_{arqueiro}\) é a velocidade do arqueiro que queremos encontrar. - \(m_{flecha} = 0,3 \, \text{kg}\) - \(v_{flecha} = 85 \, \text{m/s}\) Substituindo os valores na equação: \[ 60 \cdot v_{arqueiro} + 0,3 \cdot 85 = 0 \] Calculando a quantidade de movimento da flecha: \[ 0,3 \cdot 85 = 25,5 \, \text{kg m/s} \] Agora, substituindo na equação: \[ 60 \cdot v_{arqueiro} + 25,5 = 0 \] Isolando \(v_{arqueiro}\): \[ 60 \cdot v_{arqueiro} = -25,5 \] \[ v_{arqueiro} = -\frac{25,5}{60} \approx -0,425 \, \text{m/s} \] O sinal negativo indica que o arqueiro se move na direção oposta à da flecha. Portanto, o módulo da velocidade do arqueiro é aproximadamente \(0,43 \, \text{m/s}\). A alternativa correta é: c) 0,43
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